C++中修改cv::Mat内cv::Rect指定ROI区域并做线性变换

OpenCV中cv::Mat用cv::Rect提取的ROI默认是原矩阵的浅拷贝，和原矩阵共享对应区域的内存，对ROI的修改会直接同步到原图像，不需要额外执行赋值回写操作。

具体实现代码 #

首先修正你代码里的参数类型问题：你的图像是CV_64FC1（双精度浮点单通道）类型，线性变换系数不能用int定义，否则int a=0.1会被截断为0，导致计算结果完全错误。

方法1：运算符重载直接实现（逻辑和你预期完全一致） #

cv::Mat img = cv::Mat::zeros(msg->height, msg->width, CV_64FC1);
cv::Rect rect(100, 100, 20, 50);

// 先裁剪ROI到合法范围，避免越界崩溃
rect &= cv::Rect(0, 0, img.cols, img.rows);

double a = 0.1;
double b = 20;
// 提取ROI（浅拷贝，和原图共享内存）
cv::Mat roi = img(rect);
// 直接对ROI做线性变换，修改会自动同步到原图对应位置
roi = roi * a + b;

方法2：原生API原地运算（性能更优，无临时矩阵开销） #

不需要额外定义ROI变量，直接在原矩阵对应区域原地执行线性变换：

cv::Mat img = cv::Mat::zeros(msg->height, msg->width, CV_64FC1);
cv::Rect rect(100, 100, 20, 50);
rect &= cv::Rect(0, 0, img.cols, img.rows);

double a = 0.1;
double b = 20;
// convertTo参数：目标矩阵，目标类型，缩放系数a，偏移量b，等价于*a +b
img(rect).convertTo(img(rect), CV_64FC1, a, b);

注意事项 #

• 不要对提取的ROI调用.clone()或者.copyTo()生成深拷贝，否则修改ROI不会影响原图像，还需要额外执行拷贝操作才能回写结果，带来不必要的性能开销。
• 运算前建议用rect &= cv::Rect(0, 0, img.cols, img.rows)裁剪ROI范围，避免ROI超出图像边界触发内存访问错误。
• 所有参与运算的系数、变量类型要和矩阵的数据类型匹配，CV_64FC1对应double类型，CV_32FC1对应float类型，避免隐式类型转换导致的精度丢失或计算错误。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jerry